Генетики пояснили довгожительство білих акул

Генетики вперше зібрали геном Білої акули, повідомляється в Proceedings of the National Academy of Sciences. Вчені знайшли в ньому гени білків, що відповідають за підтримання стабільності геному, який пов'язаний з процесом старіння. Можливо, наявністю цих генів можна пояснити довгожительство білих акул. Також в їх ДНК знайшли гени, пов'язані з швидким загоєнням ран, інформує Ukr.Media.

Хрящові риби являють собою одну з найдавніших груп хребетних; вони з'явилися близько 400 мільйонів років тому. Один з найбільш відомих представників класу - Біла акула (Carcharodon carcharias). Довжина цих риб може досягати шести метрів, а вага доходить майже до двох тонн. Вивчення геному цих риб цікаве вченим з кількох причин. Це одні з найбільш довгоживучих хрящових риб - за оцінками вчених, їх максимальна тривалість життя досягає 73 років. Білі акули здатні витримувати великі перепади температур, зокрема, пірнати на глибину понад кілометр. Вони чують здобич і можуть визначити джерело запаху за зміною концентрації ароматної речовини. Нарешті, вони володіють секретом швидкого загоєння ран.

Американські, російські і португальські дослідники під керівництвом Махмуда Шівджі (Mahmood S. Shivji) з Південно-східного університету Нова зібрали геном Білої акули високої якості (з 198-кратним покриттям), проаналізували і порівняли його з відомими геномами інших хрящових риб - китової акули (Rhíncodon týpus) та представника загону химер австралійського каллоринха (Callorhinchus milii). Його ще називають слоновою акулою.

Автори виявили в ДНК білих акул гени білків, що відповідають за підтримання стабільності геному і за швидке вилікування ран. Геном цих риб виявився приблизно в півтора рази довше геному людини (4,65 мільярдів і 3,23 мільярда пар підстав, відповідно). Загальна кількість генів в акулячому геномі - приблизно 24,5 тисячі. Дослідники розпізнали щонайменше 67 генів, відповідальних за стабільність генома, тобто за підтримання мутацій в ДНК на низькому рівні. Серед них були гени ферментів, залучених до репарації (ремонт) ДНК, пригнічення росту пухлин та апоптоз - програмовану клітинну смерть, в результаті якої знищуються дефектні клітини. Стабільність генома, в свою чергу, пов'язана зі старінням. Вважається, що його причиною є поступове накопичення мутацій в організмі, які можуть призвести до розвитку ракових захворювань, «поломки» клітин або їх загибелі. Тому, можливо, стабільністю геному білих акул можна пояснити їх довголіття.

Також дослідники знайшли в геномі білих акул три локусу, ймовірно, пов'язані з швидким загоєнням ран. У них знаходилися ген однієї з субодиниць білка фібриногену (FGG) - основного компонента згустків, що утворюються при згортанні крові. Ген EXTL2 кодує один з ферментів, необхідних для згортання крові і утворення нових кровоносних судин. Цей процес називається ангіогенез і активується, в тому числі, при регенерації пошкоджених тканин. Нарешті, ген KRT18 кодує один з кератинів, білків, які забезпечують механічний захист від пошкоджень, а деякі з них відіграють важливу роль у загоєнні ран.

Незважаючи на те, що Біла акула, як і інші види акул, знаходить здобич за запахом великого числа генів нюхових рецепторів дослідники в геномі не знайшли. Втім, їх численністю не можуть похвалитися ні китова акула, ні австралійський каллоринх. Тому автори вирішили, що за почуття нюху у акул може відповідати, наприклад, вомероназальний орган, який є у деяких хребетних тварин і відноситься до додаткової нюхової системи. Зокрема, вони знайшли в геномі Білої акули 13 копій генів вомероназальних рецепторів 2 типу. Вони відносяться до класу нюхових і, ймовірно, з їх допомогою тварини розпізнають феромони і інші летючі пахучі речовини. У китових акул виявилося 10 копій генів вомероназальних рецепторів, а у каллоринха, як з'ясували автори іншого дослідження - понад 30. З цього вчені зробили висновок, що саме вомероназальні рецептори можуть відповідати за гострий нюх акул.

Білі акули є одними з найбільш довгоживучих хрящових риб. Представник надотряда акул, гренландська акула, виявилася найбільш довготривалим хребетним, відомим на сьогоднішній день. За твердженням дослідників, середня тривалість життя цих тварин 272 роки, а статевої зрілості вони досягають приблизно у 150 років.